(57)【要約】【課題】  電荷転送レジスタの転送電極を単層膜で形成した固体撮像素子において、転送電極同志間の電気的ショートを防止し、転送電極と遮光膜間の絶縁性を確保して高信頼性化を図る。【解決手段】  複数の光電変換素子と、光電変換素子からの信号電荷を転送する単層膜で形成された複数の転送電極５５、５６を有する転送レジスタ部４４とを備え、複数の転送電極５５、５６の電極間に、ラジカル酸化膜、またはラジカル窒化膜、またはラジカル酸化膜とラジカル窒化膜の積層膜、またはラジカル酸窒化膜によるラジカル絶縁膜８２を有する絶縁膜８１が形成されて成る。【選択図】  図３
2005353684.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光電変換素子と、前記光電変換素子からの信号電荷を転送する単層膜で形成された複数の転送電極を有する転送レジスタ部とを備え、
前記複数の転送電極の電極間に、ラジカル酸化膜、またはラジカル窒化膜、またはラジカル酸化膜とラジカル窒化膜の積層膜、またはラジカル酸窒化膜を有する絶縁膜が形成されて成る
ことを特徴とする固体撮像素子。
【請求項２】
前記複数の転送電極がシリコン電極で形成され、
前記ラジカル酸化膜、またはラジカル窒化膜、またはラジカル酸化膜とラジカル窒化膜の積層膜、またはラジカル酸窒化膜が、前記複数のシリコン電極の加工直後に形成されて成る
ことを特徴とする請求項１記載の固体撮像素子。
【請求項３】
前記ラジカル酸化膜、またはラジカル窒化膜、またはラジカル酸化膜とラジカル窒化膜の積層膜、またはラジカル酸窒化膜が、６００℃以下の低温で形成された膜である
ことを特徴とする請求項１記載の固体撮像素子。
【請求項４】
半導体基板上にゲート絶縁膜を介して転送電極となるシリコン単層膜を形成する工程と、
前記シリコン単層膜をパターニングして複数の転送電極を形成する工程と、
前記複数の転送電極の電極間にラジカル酸化膜、またはラジカル窒化膜、またはラジカル酸化膜とラジカル窒化膜の積層膜  、またはラジカル酸窒化膜を形成する工程を有する
ことを特徴とする固体撮像素子の製造方法。
【請求項５】
前記複数の転送電極をシリコン電極で形成し、
前記ラジカル酸化膜、またはラジカル窒化膜、またはラジカル酸化膜とラジカル窒化膜の積層膜、またはラジカル酸窒化膜の形成を、前記シリコン電極のパターニング直後に行う
ことを特徴とする請求項４記載の固体撮像素子の製造方法。
【請求項６】
前記ラジカル酸化膜、またはラジカル窒化膜、またはラジカル酸化膜とラジカル窒化膜の積層膜、またはラジカル酸窒化膜を、６００℃以下の低温で成膜する
ことを特徴とする請求項４記載の固体撮像素子の製造方法。
【請求項７】
前記シリコン単層膜を形成した後、前記シリコン単層膜上にサイドウォールで開口幅が規制されたマスクを介して前記シリコン単層膜をパターニングして第１及び第２の転送電極を形成する
ことを特徴とする請求項４記載の固体撮像素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、単層膜により転送電極を形成した電荷転送レジスタを有する固体撮像素子及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばインターライン転送型、あるいはフレームインターライン型等のＣＣＤ固体撮像素子は、撮像領域において、シリコン基板上に複数の光電変換素子（いわゆる受光部）がマトリックス状に配列され、各光電変換素子列に対応して複数の垂直転送レジスタが形成される。この垂直転送レジスタは、第１の転送電極及び第２の転送電極が転送方向に交互に配置され、この第１及び第２の転送電極の組が１画素の光電変換素子に対応して配置される。そして、従来の第１及び第２の転送電極は、２層ポリシリコン膜を用い、互いに絶縁薄膜トランジスタ膜を介して積層して、すなわち一部重なり合うようにして形成されていた。
【０００３】
しかしながら、ＣＣＤ固体撮像素子においては、１画素セルサイズが小さくなるにつれて、このような隣合う転送電極の一部が重なり合う転送電極構造の場合、信号電荷の転送効率が下がったり、例えば斜め光の一部が転送電極に蹴られるなど光電変換素子（受光部）への集光率が下がって感度（特にＦ１．２等）やスミアの悪化原因となっていた。このような事情から、特許文献１で公知のように、単層ポリシリコン膜によって第１及び第２の転送電極を形成し、すなわち第１及び第２の転送電極が互いに積層されないように構成したＣＣＤ固体撮像素子が提案されている。
【０００４】
図７及び図８に、垂直転送レジスタの第１及び第２の転送電極を単層ポリシリコン膜により形成したＣＣＤ固体撮像素子の例を示す。なお、図７はＣＣＤ固体撮像素子の光電変換素子と垂直転送レジスタが形成された撮像領域を示す。このＣＣＤ固体撮像素子１は、シリコン半導体基板２にマトリックス配列された複数の光電変換素子３と、各光電変換素子列の一側に配置された垂直転送レジスタ４とを有する撮像領域５が設けられて成る。即ち、第１導電型の例えばｎ型のシリコン基板２に第２導電型の例えばｐ型半導体ウェル領域６が形成され、このｐ型半導体ウェル領域６に、ｎ型半導体領域７及びその表面のｐ+ アキュミュレーション層８からなる光電変換素子３と、ｎ型転送チャネル領域９が形成される。さらにｐ型 読出しゲート部１１、ｐ＋ チャネルストップ領域１２が形成される。シリコン基板表面にはゲート絶縁膜１４が形成され、転送チャネル領域９、ｐ型読出しゲート部１１及びｐ＋ チャネルストップ領域１２に対応するゲート絶縁膜１４上に単層ポリシリコン膜による第１及び第２の転送電極１５及び１６が電荷転送方向Ｃ（図７参照）に沿って交互に形成される。このｎ型転送チャネル領域９、ゲート絶縁膜１４及び第１及び第２の転送電極１５及び１６により垂直転送レジスタ４が形成される。転送電極１５及び１６上にサイドウォール（側壁絶縁層）１９を含む層間絶縁膜１７を介して遮光膜１８が形成される。すなわち、この遮光膜１８は光電変換素子３の開口を除く全面に形成される。
【０００５】
図９及び図１０に、このＣＣＤ固体撮像素子１における垂直転送レジスタ４の形成方法を示す。以下の工程図は、図７のＡ′−Ａ′線上の断面構造である。
先ず、図９Ａに示すように、ｎ型シリコン基板２にｐ型半導体ウェル領域６及びｎ型チャネル領域９を形成した後、シリコン酸化（ＳｉＯ２）膜２１とシリコン窒化（ＳｉＮ）膜２２とシリコン酸化（ＳｉＯ２ ）膜２３を積層したゲート絶縁膜１４を形成する。さらに、このゲート絶縁膜１４上に転送電極となるポリシリコン膜２４と層間絶縁膜１７となるシリコン酸（ＳｉＯ２）膜２５及び表面のシリコン窒化（ＳｉＮ）膜２６を形成する。
【０００６】
次に、図９Ｂに示すように、リソグラフィ技術及びドライエッチング技術を用いて、ポリシリコン膜２４上のシリコン酸化膜２５及びシリコン窒化膜２６をパターニングして、転送電極パターンに対応したマスクパターン２７を形成する。すなわち、マスクパターン２７には、第１の転送電極パターンと第２の転送電極パターン間に対応した部分に開口２８が形成される。
【０００７】
次に、図９Ｃに示すように、開口２８内を含むマスクパターン２７上にサイドウォール用のシリコン酸化（ＳｉＯに）膜２９を形成する。
【０００８】
次に、図１０Ｄに示すように、このシリコン酸化膜２９をエッチバック処理を行って、マスクパターン２７の開口２８内の側壁にシリコン酸化膜２９によるサイドウォール３０を形成する。このサイドウォール３０により、マスクパターン２７により狭い幅の開口２８Ａが形成される。
【０００９】
次に、図１０Ｅに示すように、このサイドウォール３０を有したマスクパターン２７を用いて、自己整合的（セルファライン）に下層のポリシリコン膜２４をドライエッチ法でパターニングして、ポリシリコン膜２４による第１及び第２の転送電極１５及び１６を形成する。
【００１０】
次に、図１０Ｆに示すように、第１の転送電極１５と第２の転送電極１６間の空隙３１内を埋め込むように電極間絶縁膜としてＣＶＤ（化学気相成長）法によりシリコン酸化（ＳｉＯ２ ）膜３３とシリコン窒化（ＳｉＮ）膜３４を成膜する。このようにして、電極間隔ｄが０．１μｍ程度の狭間隙を有して互いに絶縁された単層ポリシリコン膜による第１及び第２の転送電極１５及び１６を作製する。
【００１１】
【特許文献１】特開２００２−２９９５９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ところで、上述した単層ポリシリコン膜による第１及び第２の転送電極１５及び１６を有する垂直転送レジスタを備えたＣＣＤ固体撮像素子においては、そのポリシリコンの転送電極１５及び１６同志の電気的ショートや、ポリシリコンの転送電極１５、１６と例えばアルミニウム（Ａｌ）やタングステン（Ｗ）等の金属遮光膜１８間の電気的ショートが発生する虞れがあり、更なる改善が必要であった。この原因としては、（1)電極間の間隙幅ｄが０．１μｍ程度と狭く、プロセス中の微細なダスト等に起因して、図１１Ａ，Ｂに示すように、ポリシリコン膜２７のパターニングの際に、電極１５及び１６間の間隙３１の底部にポリシリコン残渣３６が発生する、（2)ポリシリコン膜の転送電極１５及び１６と金属遮光膜１８間の層間絶縁膜の絶縁性の低下が考えられる。
【００１３】
本発明は、上述の点に鑑み、電荷転送レジスタの転送電極を単層膜で形成した固体撮像素子において、転送電極同志間の電気的ショートを防止し、転送電極と遮光膜間の絶縁性を確保した、信頼性の高い固体撮像素子及びその製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明に係る固体撮像素子は、複数の光電変換素子と、光電変換素子からの信号電荷を転送する単層膜で形成された複数の転送電極を有する転送レジスタ部とを備え、複数の転送電極の電極間がラジカル酸化膜、またはラジカル窒化膜、またはラジカル酸化膜とラジカル窒化膜の積層膜、またはラジカル酸窒化膜を有する絶縁膜で絶縁されていることを特徴とする。
【００１５】
上記複数の転送電極としてはシリコン電極で形成し、上記ラジカル酸化膜、またはラジカル窒化膜、またはラジカル酸化膜とラジカル窒化膜の積層膜、またはラジカル酸窒化膜は、複数のシリコン電極の加工直後に形成さることが好ましい。
また、上記ラジカル酸化膜、またはラジカル窒化膜、またはラジカル酸化膜とラジカル窒化膜の積層膜、またはラジカル酸窒化膜は、６００℃以下の低温で形成された膜であることが好ましい。
【００１６】
本発明に係る固体撮像素子の製造方法は、半導体基板上にゲート絶縁膜を介して転送電極となるシリコン単層膜を形成する工程と、シリコン単層膜をパターニングして複数の転送電極を形成する工程と、複数の転送電極の電極間にラジカル酸化膜、またはラジカル窒化膜、またはラジカル酸化膜とラジカル窒化膜の積層膜、またはラジカル酸窒化膜を形成する工程を有する。
【００１７】
本発明は、上記製造方法において、複数の転送電極をシリコン電極で形成し、ラジカル酸化膜、またはラジカル窒化膜、またはラジカル酸化膜とラジカル窒化膜の積層膜、またはラジカル酸窒化膜の形成をシリコン電極のパターニング直後に行う。
本発明は、上記製造方法において、ラジカル酸化膜、またはラジカル窒化膜、またはラジカル酸化膜とラジカル窒化膜の積層膜、またはラジカル酸窒化膜は、６００℃以下の低温で成膜する。
本発明は、上記製造方法において、シリコン単層膜を形成した後、シリコン単層膜上にサイドウォールで開口幅が規制されたマスクを介してシリコン単層膜をパターニングして複数の転送電極を形成することが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る固体撮像素子によれば、複数の転送電極の電極間にラジカル酸化膜、またはラジカル窒化膜、またはラジカル酸化膜とラジカル窒化膜の積層膜、またはラジカル酸窒化膜が形成されるので、隣合う転送電極間の電気的なショートを防止することができる。すなわち、転送電極間の間隙の底部に局所的に電極材の残渣が存在しても、ラジカルイオン種で絶縁化され隣合う転送電極間が電気的にショートすることがない。また、転送電極の上にも絶縁性の良いラジカル酸化膜、またはラジカル窒化膜、またはラジカル酸化膜とラジカル窒化膜の積層膜、またはラジカル酸窒化膜が形成されるので、転送電極と遮光膜間の絶縁性が確保され、転送電極間の電気的なショートも防止できる。従って、単層転送電極構造のＣＣＤ固体撮像素子において、電気的ショート不良を改善し、この種のＣＣＤ固体撮像素子の信頼性を向上することができる。
【００１９】
複数の転送電極をシリコン電極で形成し、シリコン電極の形成直後にラジカル酸化膜、またはラジカル窒化膜、またはラジカル酸化膜とラジカル窒化膜の積層膜、またはラジカル酸窒化膜を形成するときは、転送電極間の間隙の底部に局所的にシリコン残渣が存在しても、このシリコン残渣もラジカルイオン種で絶縁化され転送電極間の電気的ショートを防止できる。
ラジカル酸化膜、またはラジカル窒化膜、またはラジカル酸化膜とラジカル窒化膜の積層膜、またはラジカル酸窒化膜が６００℃以下の低温で形成された膜のときは、半導体基板に既に形成されている不純物拡散層の再拡散を抑制することができる。
【００２０】
本発明に係る固体撮像素子の製造方法によれば、単層膜による複数の転送電極の電極間と転送電極の上にラジカル酸化膜、またはラジカル窒化膜、またはラジカル酸化膜とラジカル窒化膜の積層膜、またはラジカル酸窒化膜を形成するので、隣合う転送電極間の電気的ショートを防止し、また転送電極と遮光膜間の絶縁性を確保し、転送電極間の電気的ショートを防止することができる。すなわち、転送電極のパターニング時に例え転送電極間の間隙の底部に局所的に電極材の残渣が存在しても、この残渣はラジカルイオン種で絶縁化されるため、隣合う転送電極間が電気的にショートすることがない。また、ラジカル酸化膜、ラジカル窒化膜、ラジカル酸化膜とラジカル窒化膜の積層膜またはラジカル酸窒化膜は絶縁性が良いので、転送電極と遮光膜間の電気的なショートも防止できる。従って、電気的ショート不良がなく信頼性の高い単層転送電極構造のＣＣＤ固体撮像素子を製造することができる。
【００２１】
上記製造方法において、複数の転送電極をシリコン電極で形成し、ラジカル酸化膜、またはラジカル窒化膜、またはラジカル酸化膜とラジカル窒化膜の積層膜、またはラジカル酸窒化膜の形成をシリコン電極のパターニング直後に行うことにより、転送電極間の間隙の底部に局所的にシリコン残渣が存在しても、このシリコン残渣もラジカルイオン種で絶縁化され、電気的ショートのない転送電極を形成することができる。
【００２２】
上記製造方法において、ラジカル酸化膜、またはラジカル窒化膜、またはラジカル酸化膜とラジカル窒化膜の積層膜、またはラジカル酸窒化膜は、６００℃以下の低温で成膜することにより、この成膜の温度で半導体基板に既に形成されている不純物拡散層の再拡散を抑制することができる。
上記製造方法において、シリコン単層膜を形成した後、シリコン単層膜上にサイドウォールで開口幅が規制されたマスクを介してシリコン単層膜をパターニングして複数の転送電極を形成することにより、隣合う転送電極間の電極間隔をより狭くすることができ、より高密度化された固体撮像素子を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００２４】
図１〜図３に、本発明に係るＣＣＤ固体撮像素子の一実施の形態を示す。なお、図１及び図２は光電変換素子（受光部）と垂直転送レジスタを有した撮像領域の要部のみを示している。
本実施の形態に係るＣＣＤ固体撮像素子４１は、図１及び図２に示すように、半導体基板４２にマトリックス配列された複数の光電変換素子４３と、各光電変換素子列の一側に配置された垂直転送レジスタ４４とを有する撮像領域４５が設けられて成る。即ち、第１導電型、本例ではｎ型のシリコン基板４２に第２導電型の例えばｐ型半導体ウェル領域４６が形成され、このｐ型半導体ウェル領域４６に、ｎ型半導体領域４７及びその表面のｐ＋ アキュミュレーション層４８からなる光電変換素子４３と、ｎ型転送チャネル領域４９が形成される。さらにｐ型 読出しゲート部５１、ｐ+ チャネルストップ領域５２が形成される。シリコン基板表面にはゲート絶縁膜５４が形成され、転送チャネル領域４９、ｐ型読出しゲート部５１及びｐ＋ チャネルストップ領域５２に対応するゲート絶縁膜５４上に単層ポリシリコン膜による複数、本例では第１及び第２の転送電極５５及び５６が電荷転送方向Ｃ（図１参照）に沿って交互に形成される。このｎ型転送チャネル領域４９、ゲート絶縁膜５４及び第１及び第２の転送電極５５及び５６により垂直転送レジスタ４４が形成される。転送電極５５及び５６上にサイドウォール５９を含む層間絶縁膜５７を介して遮光膜５８が形成される。すなわち、この遮光膜５８は光電変換素子４３の開口を除く全面に形成される。
【００２５】
そして、本実施の形態においては、図３の拡大図で示すように、ｐ型半導体ウェル領域４６、ｎ型転送チャネル領域４９が形成されたシリコン基板４２の表面に、ゲート絶縁膜５４を介して単層ポリシリコン膜による第１及び第２の転送電極５５及び５６を形成し、隣り合う第１及び第２の転送電極５５及び５６の電極間を、ラジカルイオン種を用いて作成した絶縁膜８２を有した絶縁膜８１により被覆して構成される。すなわち、ゲート絶縁膜５４は、例えばシリコン酸化（ＳｉＯ２）膜６１とシリコン窒化（ＳｉＮ）膜６２とシリコン酸化（ＳｉＯ２）膜６３の積層膜で形成される。一方、ラジカルイオン種を用いて作成する絶縁膜８２としては、シリコン酸化膜（以下、ラジカル酸化膜という）、またはシリコン窒化膜（以下、ラジカル窒化膜という）、またはラジカル酸化膜とラジカル窒化膜の積層膜、またはシリコン酸窒化膜（以下、ラジカル酸窒化膜という）等のいわゆるラジカル絶縁膜で形成することができる。絶縁膜８１は、本例では層間絶縁膜５７の一部を構成しており、転送電極５５及び５６上のシリコン酸化膜６５の表面、転送電極５５及び５６間の間隙７１の底面及び内側面を被覆するように形成したラジカル絶縁膜８２と、間隙７１内を埋め込むように低圧ＣＶＤで成膜したシリコン窒化膜等による絶縁膜８３とにより形成される。この絶縁膜８３により転送電極５５、５６上の表面は平坦化される。絶縁膜８１は全体としてシリコン絶縁膜となる。さらにシリコン窒化膜などによる絶縁膜８３上に層間絶縁膜５７の一部となるシリコン酸化膜８４が形成される。
【００２６】
ポリシリコン膜による第１及び第２の転送電極５５及び５６の形成直後にラジカル系の酸化や窒化や酸窒化が有効なのは、６００℃以下の低温でポリシリコン膜やシリコン酸化膜やシリコン窒化膜を消費しながら、ラジカル酸化膜や、ラジカル窒化膜や、ラジカル酸化膜とラジカル窒化膜の積層膜や、またはラジカル酸窒化膜を均一に形成することができるからである。
【００２７】
本実施の形態のＣＣＤ固体撮像素子によれば、単層ポリシリコン膜による第１及び第２の転送電極５５及び５６間の間隙７１及び転送電極５５及び５６の上部を均一的に成膜できるラジカル酸化膜、ラジカル窒化膜、ラジカル酸化膜とラジカル窒化膜の積層膜、またはラジカル酸窒化膜等によるラジカル絶縁膜８２にて覆う構成とすることにより、隣合う第１及び第２の転送電極５５及び５６間の電気的にショートを防止することができる。すなわち、間隙７１の底部に局所的ポリシリコン残渣が存在しても、このポリシリコン残渣もラジカルイオン種で絶縁化され、第１及び第２の転送電極５５及び５６間は電気的にショートすることがない。また、ラジカル酸化膜やラジカル窒化膜やこれらの積層膜やラジカル酸窒化膜を形成することにより、転送電極５５及び５６とその上の遮光膜５８と間の絶縁性も向上することができ、転送電極５５、５６と遮光膜５８との間の電気的ショートをも防止することができる。絶縁性はラジカル窒化膜系の方が良い。従って、単層膜による転送電極構造のＣＣＤ固体撮像素子において、電気的ショート不良を改善し、ＣＣＤ固体撮像素子の信頼性を向上することができる。
【００２８】
次に、図４〜図５を用いて上述の実施の形態に係るＣＣＤ固体撮像素子の製造方法を説明する。同図は図１のＡ−Ａ線上に対応した断面構造を示す。
【００２９】
図４Ａ〜図５Ｅまでの工程は、前述の図９Ａ〜図１０Ｅの工程と同様である。すなわち、図４Ａに示すように、ｎ型シリコン基板４２にｐ型半導体ウェル領域４６及びｎ型転送チャネル領域４９を形成した後、シリコン酸化（ＳｉＯ２）膜６１とシリコン窒化（ＳｉＮ）膜６２とシリコン酸化（ＳｉＯ２ ）膜６３を積層したゲート絶縁膜５４を形成する。さらに、このゲート絶縁膜５４上に転送電極となるポリシリコン膜６４と層間絶縁膜５７の一部となるシリコン酸（ＳｉＯ２）膜６５及び表面のシリコン窒化（ＳｉＮ）膜６６を形成する。
本例では、ＣＺ（チョクラルスキー）法で形成したシリコン単結晶から切り出したＣＺ基板、すなわちリン（Ｐ）ドープされ、比抵抗８〜１２Ωｃｍ、直径２００ｍｍのｎ型シリコン基板の一表面に、Ｐドープしたｎ型エピタキシャル層（比抵抗：４０〜５０Ωｃｍで，膜厚：６μｍ）を形成したシリコンエピタキシャル基板を用いて、その一表面に、熱酸化で形成したシリコン酸化膜６１、減圧ＣＶＤ法にて形成したシリコン窒化膜６２、さらにシリコン酸化膜６３で形成したゲート絶縁膜５４を形成する。そのゲート絶縁膜５４上に減圧ＣＶＤ法にてポリシリコン膜６４を約３００ｎｍ程度形成した後、層間絶縁膜の一部となるシリコン酸化膜６５、及びサイドウォール形成時のストッパとなるシリコン窒化膜６６を形成する。
【００３０】
次に、図４Ｂに示すように、リソグラフィ技術及びドライエッチング技術を用いて、ポリシリコン膜６４上のシリコン酸化膜６５及びシリコン窒化膜６６をパターニングして、転送電極パターンに対応したマスクパターン６７を形成する。すなわち、マスクパターン６７には、複数の転送電極パターン、本例では第１の転送電極パターンと第２の転送電極パターン間に対応した部分に開口６８が形成される。本例では、開口６８の幅を０．３５μｍとする。
【００３１】
次に、図４Ｃに示すように、開口６８内を含むマスクパターン６７上にサイドウォール用のシリコン酸化（ＳｉＯ２）膜６９を形成する。
【００３２】
次に、図４Ｄに示すように、このシリコン酸化膜６９をエッチバック処理を行って、マスクパターン６７の開口６８内の側壁にシリコン酸化膜６９によるサイドウォール７０を形成する。このサイドウォール７０により、マスクパターン６７に更に狭い幅の開口６８Ａが形成される。本例では、サイドウォール７０で規制された０．１μｍ幅の開口６８Ａを形成する。
【００３３】
次に、図５Ｅに示すように、このサイドウォール７０を有したマスクパターン６７を用いて、自己整合的（セルファライン）に下層のポリシリコン膜６４をドライエッチ法でパターニングして、ポリシリコン膜６４による第１及び第２の転送電極５５及び５６を形成する。本例では、電極間隔ｄが０．１μｍの第１及び第２の転送電極５５及び５６を形成する。
【００３４】
次に、図５Ｆに示すように、ラジカルイオン種を含む雰囲気による酸化または窒化にて、第１及び第２の転送電極５５及び５６上のサイドウォールを含む転送電極間の間隙７１内の底部、内側面、さらにシリコン窒化膜６６表面に延長するように、ラジカル酸化膜、またはラジカル酸化膜、またはラジカル酸化膜とラジカル窒化膜の積層膜、またはラジカル酸窒化膜等によるラジカル絶縁膜８２を形成する。このラジカル系の酸化、窒化は、６００℃以下の低温でポリシリコン膜やシリコン酸化膜やシリコン窒化膜を消費しながら行われる。温度の下限は、できるだけ低い方が好ましく、所望の厚さのラジカル膜が得られる最低の温度とすることができる。出来るだけ低温の方がバルク不純物分布に影響しないために良い。なお、例えばＳｉＯ膜を実用的な膜厚まで形成するには、６００℃程度必要とする。ラジカル酸化膜、ラジカル窒化膜、ラジカル酸化膜とラジカル窒化膜の積層膜、またはラジカル酸窒化膜は、膜厚を均一にして形成することができる。本例では、このラジカル酸化膜とした場合の膜厚としては３０ｎｍ程度とすることができる。また、ラジカル窒化膜とした場合の膜厚としては１５ｎｍ程度とすることができる。
【００３５】
ここで、例えばラジカル酸化、ラジカル窒化の具体的条件の一例を示す。
（1)膜厚３０ｎｍ程度のラジカル酸化膜を成膜する場合の成膜条件
・パワー    ：２７５０Ｗ
・圧力      ：１３３Ｐａ
・ガス  Ａｒ：６００ｓｃｃｍ
０２ ：５ｓｃｃｍ
Ｈ２ ：５ｓｃｃｍ
・温度      ：６００℃
・時間      ：３６０ｓｅｃ
（2)膜厚１５ｎｍ程度のラジカル窒化膜を成膜する場合の成膜条件
・パワー    ：３０００Ｗ
・圧力      ：０．５Ｔｏｒｒ
・ガス  Ａｒ：１０００ｓｃｃｍ
Ｎ２ ：２００ｓｃｃｍ
・温度      ：５００℃
・時間      ：３６０ｓｅｃ
【００３６】
次に、図５Ｇに示すように、間隙７１内を埋め込むようにラジカル絶縁膜８２上に絶縁膜８３を形成する。本例では、絶縁膜８３として減圧ＣＶＤ法によるシリコン窒化膜や、必要に応じて高温酸化膜（ＨＴＯ膜）、またはＣＶＤ酸化膜等を形成する。ラジカル絶縁膜８２と埋め込みの絶縁膜８３により電気的ショートを防ぐ絶縁膜８１が形成される。さらに絶縁膜８３上に例えばシリコン酸化膜８４を成膜する。このようにして、電極間隔ｄが０．１μｍ程度の狭間隙を有して互いに絶縁された単層ポリシリコン膜による第１及び第２の転送電極５５及び５６が形成される。
【００３７】
以後、遮光膜５８、例えばアルミニウム（Ａｌ）等の金属遮光膜等、通常のＣＣＤ固体撮像素子の構成要素を形成して、目的とするＣＣＤ固体撮像素子を得る。
なお、本実施の形態のＣＣＤ固体撮像素子は、インターライン転送型のＣＣＤ固体撮像素子、フレームインターライン転送型のＣＣＤ固体撮像素子に適用できる。
【００３８】
本実施の形態に係るＣＣＤ固体撮像素子の製造方法によれば、サイドウォール７０のハードマスクを用いて狭間隙７１を形成するようにパターニングして単層ポリシリコン膜による第１及び第２の転送電極５５及び５６を形成した直後に、間隙７１内面及び転送電極５５及び５６の上部をラジカル酸化膜、ラジカル窒化膜、ラジカル酸化膜とラジカル窒化膜の積層膜、またはラジカル酸窒化膜による全面均一な膜厚のラジカル絶縁膜８２を成膜することにより、隣合う電極間で電気的に確実に絶縁した第１及び第２の転送電極５５及び５６を形成することができる。すなわち、ポリシリコン膜６４のパターニング時（図５Ｅの工程参照）に、図６Ａ，Ｂに示すように、間隙７１の底部に局所的ポリシリコン残渣６４ａが存在しても、ラジカル絶縁膜８２の形成のときに同時に、このポリシリコン残渣６４ａもラジカルイオン種で絶縁化される。従って、第１及び第２の転送電極５５及び５６間は電気的にショートすることがない。また、ラジカル酸化膜、ラジカル窒化膜、ラジカル酸化膜とラジカル窒化膜の積層膜、またはラジカル酸窒化膜を形成することにより、転送電極５５及び５６とその上の遮光膜５８と間の絶縁性も向上することができ、転送電極５５及び５６と遮光膜５８間の電気的ショートをも防止することができる。従って、電気的ショート不良がなく信頼性の高い単層転送電極構造のＣＣＤ固体撮像素子を製造することができる。
【００３９】
上例の図６では、ゲート絶縁膜５４として、シリコン酸化膜６１、シリコン窒化膜６２及びシリコン酸化膜６３の3層構造膜として、このゲート絶縁膜５４上にラジカル絶縁膜８２、本例ではラジカル酸化膜を成膜した。この他、例えば間隙７１に臨むゲート絶縁膜５４として、上層のシリコン酸化膜６３がなく、シリコン窒化膜６２が露出する場合もあり、その状態でラジカル絶縁膜８２、例えばラジカル窒化膜などを成膜することができる。さらに、ゲート絶縁膜５４としてシリコン酸化膜のみで形成する場合もある。このときにも、ラジカル絶縁膜８２を成膜するようになす。
【００４０】
上例では、第１及び第２の転送電極５５及び５６を形成した直後にラジカル酸化、ラジカル窒化等を行ったが、その他、これらのラジカル酸化、窒化に代えて熱酸化処置することも可能である。但し、熱酸化処理したときには、間隙７１よりポリシリコンの転送電極５５及び５６直下の一部も熱酸化が進行し、転送電極５５、５６が剥離し易くなる虞れがある。従って、ラジカル酸化、窒化の方が好ましい。
【００４１】
上例では、本発明をいわゆるｎ型シリコンエピタキシャル基板（ｎ型シリコン基板にｎ型エピタキシャル層を成長させた基板）上に形成されたｐ型半導体ウェル領域４６にｎ型半導体領域４７を形成して、ｐ型半導体ウェル領域４７とｎ型半導体領域４７とのｐｎ接合によって光電変換素子であるフォトダイオードを形成したＣＣＤ固体撮像素子に適用した場合であるが、その他、ｐ型シリコンエピタキシャル基板（ｐ型シリコン基板上にｐ型エピタキシャル層を成長した基板）にｎ型半導体領域を形成してフォトリソグラフィを形成する場合にも適用できる。
【００４２】
更に、本発明は、ｐ型半導体ウェル領域による縦型オーバフローバリア領域を形成した後、例えばｎ- エピタキシャル層を形成し、このｎ- エピタキシャル層にｎ型半導体領域、ｐ+ アキュミュレーション層を形成して、近赤外線にも感度を持つＣＣＤ固体撮像素子にも適用できる。また、本発明は、紫外線に透過性を有する膜のみにて光電変換素子（受光部）を形成したＣＣＤ固体撮像素子にも適用できる。紫外線に感度を持たせる固体撮像素子としては、紫外線領域（λ：２００ｎｍ〜３８０ｎｍ程度）に吸収を持つ膜（例えばプラズマシリコン窒化膜：Ｐ―ＳｉＮ膜など）を極力なくして構成することができる。例えばＰ−ＳｉＮ膜をＵＶ−ＳｉＮ膜に変更して固体撮像素子を構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明に係る固体撮像素子の一実施の形態を示す要部の平面図である。
【図２】図１のＢ−Ｂ線上の断面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ線上の拡大断面図である。
【図４】Ａ〜Ｄ    本発明に係る固体撮像素子の製造方法の一実施の形態を示す製造工程図（その１）である。
【図５】Ｅ〜Ｇ    本発明に係る固体撮像素子の製造方法の一実施の形態を示す製造工程図（その２）である。
【図６】Ａ，Ｂ  本発明の説明に供する平面図及びそのＣ−Ｃ線上の断面図である。
【図７】従来の固体撮像素子の例を示す要部の平面図である。
【図８】図７のＡ′−Ａ′線上の断面図である。
【図９】Ａ〜Ｃ  従来の固体撮像素子の製造方法の例を示す製造工程図（その１）である。
【図１０】Ｄ〜Ｆ  従来の固体撮像素子の製造方法の例を示す製造工程図（その２）である。
【図１１】Ａ，Ｂ  従来の問題点の説明に供する平面図及び断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
４１・・ＣＣＤ固体撮像素子、４２・・半導体基板、４３・・光電変換素子、４４・・垂直転送レジスタ、４５・・撮像領域、４６・・ｐ型半導体ウェル領域、４７・・ｎ型半導体領域、８・・ｐ+ アキュミュレーション層、４９・・ｎ型転送チャネル領域、５１・・読出しゲート部、５２・・チャネルストップ領域、５４・・ゲート絶縁膜、５５、５６・・転送電極、５７・・層間絶縁膜、５８・・遮光膜、５９・・サイドウォール、６１、６３・・シリコン酸化膜、６２・・シリコン窒化膜、６４・・ポリシリコン膜、６５・・シリコン酸化膜、６６・・シリコン窒化膜、６７・・マスクパターン、６８・・開口、６９・・サイドウォール用シリコン酸化膜、７０・・開口、７１・・間隙、８１・・シリコン絶縁膜、８２・・ラジカル絶縁膜、８３・・絶縁膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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